MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–8_ Май –2025
176
ИР-СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА
НАЗАРОВ ФЕРУЗ ФАРХОДОВИЧ
Старший преподаватель кафедры «Химическая инженерия и
биотехнология» Каршинского государственного технического университета
Аннотация. В данной статье рассматривается использование
инфракрасной спектроскопии (ИР-спектроскопии) для анализа вторичного
полиэтилена. Путём сравнения спектров первичного и вторичного полиэтилена
выявлены изменения в химической структуре материала, возникающие в
процессе переработки. Особое внимание уделено появлению новых
функциональных групп, свидетельствующих о термоокислительной деструкции
полимера. Результаты подтверждают эффективность метода ИК-
спектроскопии для оценки качества вторичных полимеров.
Ключевые слова. вторичный полиэтилен, ИР-спектроскопия, FTIR,
переработка пластмасс, функциональные группы, термоокисление, деструкция.
Введение.В условиях современного мира переработка пластиковых
отходов и повторное использование полимеров приобретает всё большую
актуальность. Вторичный полиэтилен (ПЭ), получаемый в результате
переработки, используется в различных отраслях, включая упаковочную
промышленность и строительство. Одним из эффективных методов анализа
химической структуры полимеров является инфракрасная спектроскопия (ИР-
спектроскопия). Данный метод позволяет определить наличие различных
функциональных групп, а также выявить изменения в структуре материала,
вызванные процессом переработки.
Цель исследования
– проведение ИР-спектрального анализа вторичного
полиэтилена с целью выявления структурных изменений, происходящих в
материале после переработки.
Задачи:
Получить ИР-спектры первичного и вторичного полиэтилена;
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–8_ Май –2025
177
Сравнить полученные спектры;
Определить наличие функциональных групп, возникающих в
результате термического или механического воздействия;
Оценить степень деградации материала.
Методика исследования
Для анализа были использованы образцы первичного и вторичного
полиэтилена. Исследование проводилось методом Фурье-преобразовательной
инфракрасной спектроскопии (FTIR) в диапазоне волн 4000–400 см⁻¹. Образцы
подготавливали в виде плёнок толщиной 0,1–0,2 мм. Спектры снимались с
использованием ИК-спектрометра марки Bruker Tensor 27.
Результаты и их обсуждение
ИР-спектры первичного и вторичного полиэтилена показали наличие
характерных полос поглощения в области:
~2915 см⁻¹ и ~2849 см⁻¹ — валентные колебания CH₂-групп;
~1465 см⁻¹ — деформационные колебания CH₂;
~720 см⁻¹ — маятниковые колебания цепей CH₂.
Однако в спектрах вторичного полиэтилена дополнительно наблюдаются
слабые полосы поглощения около 1715 см⁻¹ и 1100 см⁻¹, что свидетельствует о
наличии карбонильных (C=O) и эфирных (C-O-C) групп. Эти группы указывают
на процессы окисления, происходящие при термической переработке, и
возможное образование побочных продуктов.
Также отмечается снижение интенсивности характерных полос
полиэтилена, что может быть связано с частичной деструкцией макромолекул.
Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия) обладает рядом преимуществ
при анализе полимерных материалов, особенно вторичных. Основные
достоинства метода включают:
Ненасыщенность метода
: спектроскопия не требует разрушения
образца, что позволяет сохранить материал для дальнейших испытаний.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–8_ Май –2025
178
Быстрота и точность анализа
: получение спектра занимает
считанные минуты, а интерпретация спектров при наличии базы данных
позволяет быстро определить изменения в структуре.
Высокая чувствительность к химическим изменениям
: даже
незначительное окисление или образование новых связей может быть
зафиксировано в спектре.
Тем не менее, метод имеет и свои
ограничения
:
Ограниченная способность количественного анализа
: в отличие
от хроматографических методов, ИК-спектроскопия лучше подходит для
качественного анализа.
Необходимость в опытной интерпретации
: спектры могут быть
сложными
для
расшифровки,
особенно
в
случае
сложных
или
многокомпонентных смесей.
Чувствительность к загрязнению образца
:
наличие влаги, масел или других примесей может повлиять на точность анализа.
Заключение. ИР-спектральный анализ показал, что вторичный
полиэтилен по сравнению с первичным материалом содержит
дополнительные функциональные группы, возникшие в результате
термического окисления. Данные результаты подтверждают изменение
химической структуры материала при переработке. ИК-спектроскопия
является эффективным методом контроля качества вторичного полимера
и может использоваться для оценки пригодности материала для
дальнейшего использования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Петров, В. А.
Инфракрасная спектроскопия органических соединений
. —
М.: Химия, 2010.
2.
Рахимов, Б. Б., Каримов, А. Х.
Физико-химические методы анализа
полимеров
. — Ташкент: Фан, 2015.
3.
Smith, B. C.
Infrared Spectral Interpretation: A Systematic Approach
. CRC
Press, 1999. M. S. Rabek,
Polymer Photodegradation: Mechanisms and Experimental
Methods
. Springer, 1995.
